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关键词： 光纤光栅   材质识别   柔性   触觉   导热系数  

摘要： 针对目前应用于电子皮肤的触觉传感器不能兼具柔韧性和多模态信息感知等问题,对封装于同一柔性聚合物传感单元中的两根光纤光栅触觉传感器的材质识别功能进行了有限元仿真和实验研究。首先,推导了光纤光栅触觉传感原理和基于热传递的接触物体材质识别机理;然后,对封装材料和接触物体进行了热力学仿真分析;最后,搭建了实验系统平台,对光纤光栅柔性触觉传感器进行了材质识别实验研究。仿真和实验结果表明,当接触物体为70℃的铝、铁、塑料等材质时,由于热传递引起的光纤光栅温度传感器中心波长漂移最大值分别为:Δλ_(B1)=0.5889 nm、Δλ_(B2)=0.2773 nm和Δλ_(B3)=0.1692 nm,且在接触的前10 s内中心波长漂移随时间变化率分别为k_(1)=31 pm/s、k_(2)=19 pm/s和k_(3)=6 pm/s。扩展光纤光栅触滑觉传感器的接触物体材质识别功能,可实现电子皮肤更多模态信息的感知,具有一定的应用价值。

关键词： 扩散张量成像   多图谱分割   全脑区   对称图像归一化配准  

摘要： 基于磁共振T1成像的全脑区分割方法及其在临床上的应用已经有较为广泛的研究,磁共振扩散张量成像凭借其在脑白质神经纤维束成像上的优势,近年来围绕扩散张量成像的理论和应用研究发展很快,针对扩散张量成像的脑区分割研究就成为一个必须要解决的问题。图像配准是精确实现脑区分割的重要技术步骤,传统的配准方法未考虑到图像的形变大小对配准精度的影响,最新的对称配准策略是解决这一问题的最好选择。因此,考虑到扩散张量图像的分辨率低的特点,以及对称配准的技术先进性,提出了一种自动方法进行了扩散张量图像的全脑分区,并利用统计学SPSS软件对阿尔茨海默症(AD)患者与正常对照组(NC)数据进行了比较研究,验证了所提出的脑区分割方法的准确性。

关键词： 回音壁模式   MgF_(2)晶体微腔   克尔光梳   色散调控  

摘要： 为了在基于回音壁模式光学微腔的光学频率梳生成中优化微腔的性能和光频梳的质量,对氟化镁晶体微腔的色散调控进行研究。首先,理论仿真研究了MgF_(2)晶体微腔边缘形状对腔内模场和总色散的影响;接着根据仿真结果实际加工了两种面形的MgF_(2)晶体微腔,分别为边缘平面型和单边楔形;然后,搭建了微腔性能检测系统和晶体微腔光梳生成系统,实测加工出的MgF_(2)晶体微腔样品的品质因子(Q值)最高可达1.1×10^(8);最后在加工的两种面形晶体腔中均有效激发了超过200 nm的宽光谱范围的克尔光频梳。实验结果验证了边缘楔形的微腔结构确实能够有效压缩模场并调控总色散,相比于边缘平面型的微腔能够产生更宽光谱范围的光梳。

关键词： 光纤光学   光纤布拉格光栅   应变   桥梁监测   光纤传感  

摘要： 混凝土桥梁受温度和荷载作用的影响容易引起裂缝,危害桥梁安全,而传统的应变测量方法难以在实际工程中大规模应用。弱光纤布拉格光栅(wFBG)阵列应变测量技术具有组网便利、精度高、测点多、可靠性强、抗干扰能力强、耐腐蚀、测量范围广且可长距离测量等优点,能广泛应用于大型土木工程应变测量领域。首先,通过wFBG应变-波长标定实验确定应变与波长的关系,构建高精度大容量解调系统。然后,通过T型梁加载卸载过程中的应变测量实验,验证了wFBG阵列测量应变的可行性和优越性。最后,用4118个wFBG组成的阵列在杭州下沙大桥上实现了桥梁应变监测。

关键词： 微震监测   全波形   矩张量   反演   剪切  

摘要： 微震事件被动监测技术和震源定位技术大大提高了人们对岩体破裂和断层活动的理解。针对某矿山微震事件频发、岩体垮落严重等问题,采用一种新的包含频域拟合和时域拟合的全波形矩张量反演路线,探寻适合该矿山三维监测网络下的微震事件矩张量反演方法,确保能够快速计算矿山微震事件的矩张量参数及断层面解,能够对矩张量进行快速分解并识别岩体的破裂类型。根据计算,该矿山在不同带通滤波器下反演所得的全波形矩张量分解出的双力偶断层面解是一致的,均以剪切为主。

关键词： 光栅投影   三维测量   标定   空间相位映射  

摘要： 焊缝表面三维轮廓是评价焊后焊缝质量的重要指标,针对常用线结构光扫描进行焊缝测量时无法兼顾测量速度与精度等问题,设计并搭建了一种基于面结构光光栅投影的焊缝三维轮廓测量系统.首先,通过数字光处理(digital light processing,DLP)投影仪向焊缝表面投射面结构光光栅条纹图像,摄像机获取变形调制条纹,利用四步相移法结合多频外差时域解相算法准确地实现了变形光栅条纹相位主值的解算和相位的展开.然后,利用平面靶标结合精密平移台获取空间点阵列的方法实现了对模型参数的标定,该标定方法精度高、可操作性强、结构稳定.最后,采用空间相位映射模型实现焊缝相位信息到高度信息的转换,实现焊缝三维轮廓的测量.结果表明,该测量方法能很好的表现焊缝细节信息,测量结果准确,测量精度能达到0.096 8 mm,可以为焊后焊缝外观检测与评价提供可靠数据.

关键词： 光栅传感   剪力墙结构   抗侧刚度   振动检测   位移量   角频率  

摘要： 针对传统方法存在的检测结果准确率不高的问题,为准确获取剪力墙结构的抗侧刚度值,提出一种基于光栅传感的抗侧刚度检测方法。将反射光中心波长与光栅有效折射率、调制周期之间的关系作为信号采集依据,探讨光束传输过程中不同方向模之间的耦合现象。结合剪力墙的惯性特点,把光栅振动传感器固定在待测剪力墙上,利用位移、速度以及加速度等物理指标,描述抗侧刚度的惯性振动,根据解得的不失真幅频特性与相频特性,完成抗侧刚度检测。仿真检测结果表明,剪力墙抗侧刚度值会受到部分因素影响而发生变化,所提方法能精准检测出目标剪力墙结构的抗侧刚度,具有一定的有效性与实际应用价值。

关键词： 光纤光栅   倾斜传感器   机械装备   安全监测  

摘要： 实时的倾斜状态监测对大型风电塔筒、海上浮吊等重大机械装备的服役安全非常重要,而现有的电磁信号原理的倾斜传感器存在难以适应恶劣环境、大规模组网能力差、信号传输不够稳定等实际问题,为此研究了一种光纤光栅原理的新型倾斜传感器。基于经典等强度梁弹性元件,创新提出一种质量块与等强度梁之间活动连接和弹簧减震连接的新型倾斜传感机制。与现有的光纤光栅倾斜传感设计相比,被测对象振动引起的质量块摆动可被阻隔吸收,实现质量块和悬臂梁之间只传递力而不传递振动的良好效果。在阐述传感器结构设计细节、测量理论的基础上,制备了传感器样机,开展了全面的性能测试。试验结果表明,传感器在±15°的量程内,具有146.899 pm/(°)的高灵敏度,测量分辨率可达6.8×10^(-4),重复性误差小于4.125%。传感器还具备优越的抗蠕变性能、-40℃到60℃温度环境的适用性和良好温度补偿能力。经过对比测试,传感器的综合测量精度可达0.157°,且抗振动效果明显,在大型机械装备的安全监测领域应用潜力巨大。

关键词： 衰减全反射红外光谱法   电力设备   橡胶密封件  

摘要： 橡胶密封件被广泛的应用在电力设备中,根据使用情况选择合适的橡胶种类是保障密封效果的关键。衰减全反射红外光谱(ATR)检测技术可以对橡胶密封件进行准确快速的无损检测,是判定橡胶种类和分析密封件质量较为有效的手段。本文通过建立电力设备常用各类橡胶密封件的特征谱图库实现对橡胶密封件的快速无损检测,为电力行业橡胶密封件的质量控制提供参考。

关键词： 成像系统   液晶透镜成像   液晶盒   旋光器  

摘要： 提出了一种用90°扭曲向列相液晶盒代替偏振片的液晶透镜成像方法。液晶透镜对焦后,在90°扭曲向列相液晶盒工作于0°旋光状态和90°旋光状态时分别获取两幅图像。通过将这两幅图像相加并减去液晶透镜未工作时获得的离焦图像,减少了未调制光引入的非理想低频分量,增强了图像对比度,降低了原来无偏振片成像处理产生的噪声。实验验证了该方法的有效性,不需要任何偏振器就可以获得清晰对焦的图像。